实验原理：稳压器的应用与调整方法

随着半导体工艺的发展，稳压电路制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器，在这种类型的器件中，以三端式稳压器应用最为广泛。

W7800，W7900 系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。W7800 系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有5 V，6 V，9 V，12 V，15 V，18 V，24 V 7 个挡位，输出电流最大可达1.5 A（加散热片）。同类型78 M 系列稳压器的输出电流为0.5 A，78 L系列稳压器的输出电流为0.1 A。若要求负极性输出电压，则可选用W7900 系列稳压器。

如图4.8.1 所示为W7800 系列的外形和接线图。它有3 个引出端：

图4.8.1　W7800 系列外形及接线图

除固定输出三端稳压器外，尚有可调式三端稳压器，后者可通过外接元件对输出电压进行调整，以适应不同的需求。

本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压器W7812，它的主要参数有：输出直流电压Uo＝＋12 V；输出电流0.1 A，0.5 A；电压调整率10 mV／V，输出电阻RO＝0.15 Ω；输入电压UI的范围15～17 V。一般UI要比Uo大3～5 V ，才能保证集成稳压器工作在线性区。

如图4.8.2 所示是用三端式稳压器W7812 构成的单电源电压输出的串联型稳压电源的实验电路图。其中，整流部分采用了由4 个二极管组成桥式整流器成品（又称为桥堆），型号为2W06（或KBP306），内部接线和外部管脚引线如图4.8.3 所示。滤波电容C1，C2一般选取几百至几千微法。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3（数值为0.33 μF ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C4（0.1 μF）用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。

如图4.8.4 所示为正、负双电压输出电路，例如，需要Uo1＝＋15 V，Uo2＝－15 V，则可选用W7815 和W7915 三端稳压器，这时的UI应为单电压输出时的两倍。

当集成稳压器本身的输出电压或输出电流不能满足要求时，可通过外接电路来进行性能扩展。如图4.8.5 所示是一种简单的输出电压扩展电路。如W7812 稳压器的3、2 两端输出电压为12 V，因此只要适当选择R 的值，使稳压管VDW工作在稳压区，则输出电压Uo＝12＋Uz，

图4.8.2　由W7815 构成的串联型稳压电源

图4.8.3　桥堆管脚图

可以高于稳压器本身的输出电压。

图4.8.4　正、负双电压输出电路

图4.8.5　输出电压扩展电路

如图4.8.6 所示是通过外接晶体管T 及电阻R1来进行电流扩展的电路。电阻R1的阻值由外接晶体管的发射结导通电压UBE、三端式稳压器的输入电流Ii（近似等于三端稳压器的输出电流I01）和T 的基极电流IB来决定，即

式中　IC——晶体管T 的集电极电流，它应等于IC＝IO－IO1；

β——T 的电流放大系数；(www.xing528.com)

图4.8.6　输出电流扩展电路

对于锗管UBE可按0.3 V 估算，对于硅管UBE按0.7 V 估算。

稳压电源的主要性能指标如下：

（1）输出电压Uo和输出电流IO

输出电压Uo通常指稳压后的额定直流输出电压值。例如采用集成稳压器78L12，其输出电压为12 V。输出电流IO通常指稳压器的额定输出电流。例如78L12 额定输出电流为100 mA。简便方法是在稳压器输出端接上合适的负载电阻RL（如120 Ω），直接测量流过RL的电流来确定。

（2）输出电阻RO

输出电阻RO定义为：当输入电压UI（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即

（3）稳压系数S（电压调整率）

稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即

由于工程上常把电网电压波动±10%作为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化ΔUo／Uo作为衡量指标，称为电压调整率。

（4）纹波电压

输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值（或峰值）。

附：

①如图4.8.7 所示为W7900 系列（输出负电压）外形及接线图。

图4.8.7　W7900 系列外形及接线图

②如图4.8.8 所示为可调输出正三端稳压器W317 外形及接线图。

图4.8.8　W317 外形及接线图